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TECHNICAL GUIDE
nωL-1/nωC>0
第5次対策は6%
第3次対策は13%
容量性になると並列共振
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解説資料 / TECHNICAL GUIDE
直列リアクトルの6%・13%
意味と選定の根拠
L=〇%はコンデンサ容量に対するリアクタンスの比率。
回路を誘導性に保ち、高調波の増幅や共振を防ぐための値
6
%:第5次対策
13
%:第3次対策
L
リアクタンス比
出典:HARITAの設計室「6%・13%の意味/リアクトルの根拠と選定方法」ほか
SECTION
01
この章で答えること
6%と13%、どちらを選ぶ?
「大きめの13%にしておけば安心」ではない。目的がまったく違う
このセクションで扱うこと
01
L=〇%の意味と使い分け
02
6%・13%になる根拠
01
L=〇%が守っているもの|回路を誘導性に保つ
高調波を安全に分流させるには、回路のインピーダンスが誘導性であることが条件
電源系統(上流)
影響を防ぎたい側
直列リアクトル
L=6% / 13%
進相コンデンサ
直列に接続する
高調波電流
負荷機器(インバータなど)
高調波の発生源
誘導性ならバイパス(分流)できる
容量性になると並列共振が起きやすく、
高調波が増幅される危険がある
L=〇% = コンデンサ容量に対するリアクタンスの比率
リアクトル
コンデンサ
高調波
リアクトルの設置目的の一つが高調波電流の抑制。リアクトルを通して分流させることで、上流側(電源系統)への影響を防ぐ。
02
6%と13%の使い分け
どの調波に対して回路を誘導性に保つか、という目的の違い
調波
発生しやすい地域/周波数
推奨リアクタンス値
第5次調波
一般地域
基本波の5倍
L=6%
標準
第3次調波
特殊地域(高歪率)
基本波の3倍
L=13%
特別仕様
機器の価格
―
―
13%の方が高い
コスト増に注意
一般的な高圧受電設備では高調波電圧の総合歪率が5%以内に抑制されているため、通常は6%品が選定される
13%が必要になるケース
単相インバータ比率
単相インバータ機器の使用比率が高い設備構成
高歪率のエリア
高調波歪率が大きくなりやすい地域(首都圏・関西圏の一部)
一次側への流出
特定の系統で第3次高調波が一次側へ流出する可能性がある場合
13%は始動電圧降下やコスト増に注意が必要。導入時は高調波解析の実施や電力会社の指導を踏まえて検討する。
03
第3次高調波の特徴
そもそも第3次の対策が必要になるケースは多くない
3φ
三相インバータ
三相インバータ機器からは
通常、第3次高調波は発生しない
三相機器中心の構成なら対策は不要なことが多い
Δ
Δ結線で循環する
トランスがΔ(デルタ)結線を含む構成では
第3次高調波はΔ結線内を循環する
一次側(高圧側)には影響を及ぼさないとされる
1φ
13%を検討する側
単相インバータ機器の比率が高い設備
高調波歪率が大きくなりやすいエリア
第3次が一次側へ流出する可能性がある系統
一般的な受変電設備や三相機器中心の構成では、第3次高調波の対策が必要になるケースは多くない。
04
根拠|nωL - 1/nωC > 0
リアクトルのインピーダンスがコンデンサのインピーダンスを超える値を求める
リアクトル
nωL
インピーダンス
×
コンデンサ
- 1/nωC
インピーダンス
×
誘導性の条件
> 0
n:調波の次数
=
L=〇%
決まる
比率
第5次調波の場合 → 6%
5ωL - 1/5ωC > 0 → ωL > 1/25ωC → ωL > 0.04 × 1/ωC
0.04 を超える値。余裕をみて 0.06 → L=6% と設定されている。
第3次調波の場合 → 13%
3ωL - 1/3ωC > 0 → ωL > 1/9ωC → ωL > 0.11 × 1/ωC
0.11 を超える値。余裕をみて 0.13 → L=13% と設定されている。
計算上の理論値(0.04・0.11)に対し、製品規格は0.06・0.13とキリのよい数値に切り上げられている。電流計・電圧計の選定と同じ考え方。
05
取り違えやすいところ|誤解と正しい理解
「大きいほど高性能」で選ぶと、別のトラブルを招く
取り違えやすいところ
L=〇%はリアクトルの容量を表す
13%のほうが高性能なので常に有利
三相インバータでも第3次高調波が出る
どの地域でも13%が必要
正しくは
コンデンサ容量に対するリアクタンスの比率
機器の始動電圧降下やコスト増に注意が必要
三相インバータ機器からは通常発生しない
一般的には6%品。13%は単相インバータ比率が高い設備など
6%は主に高調波抑制目的、13%は高調波含有率が高い場合。電源環境に合わせて選定しないと、逆にトラブルのもとになる。
06
まとめ|L=〇%の押さえ方
意味 → 使い分け → 根拠 の順でつながる
1
意味は「比率」
L=〇%はリアクトルのリアクタンスが、コンデンサ容量に対して何%かを表す。回路を誘導性に保つための値
対コンデンサ容量
2
6%が標準・13%は特別仕様
一般地域は第5次対策の6%。第3次の影響が大きい地域や単相インバータ比率が高い設備で13%を検討する
第5次/第3次
3
根拠は誘導性の条件式
第5次で0.04超→余裕をみて0.06、第3次で0.11超→余裕をみて0.13。規格化された値に切り上げられている
nωL>1/nωC
容量性になると並列共振が発生しやすくなり、高調波が増幅される危険がある。誘導性に保つことが設計の目的。
出典:高調波抑制対策技術指針/各メーカー資料 ほか(適用は最新版で確認)